第9章-脂类代谢

第九章脂类代谢

脂类是脂肪和类脂的总称，是一大类不溶于水而易溶于有机溶剂的化合物。

脂肪主要分布于皮下、大网膜、肠系膜和内脏周围等脂肪组织，其含量受营养状况和活动量的影响而变动较大，故又称又被称为储存脂或可变脂。类脂主要包括磷脂、糖脂、胆固醇及其酯等。类脂约占体重的5℅，其含量基本不受营养状况及机体活动的影响，故又称固定脂或基本脂。

生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）脂肪（甘油三酯，TG）脂类类脂磷酸甘油酯（PL）鞘磷脂脑苷脂神经节苷脂磷脂糖脂胆固醇（Ch）及其酯（ChE）脂类的分类生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）供能贮能。构成生物膜。协助脂溶性维生素的吸收，提供必需脂肪酸。保温和对内脏与肌肉的缓冲保护作用。脂类的生理功能生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）脂肪动员：

储存在脂肪组织中的甘油三酯在脂肪酶的作用下逐步水解生成甘油和脂肪酸，并释放入血以供其它组织细胞氧化利用的过程，称为脂肪动员。

催化脂肪动员的酶称为脂肪酶，包括甘油三酯脂肪酶、甘油二酯脂肪酶和甘油一酯脂肪酶。第一节脂肪的降解生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）甘油三酯（TG）

甘油二酯（DG）FFA甘油一酯（MG）FFA

甘油二酯脂肪酶甘油一酯脂肪酶甘油

FFA

脂肪动员的基本过程甘油三酯脂肪酶甘油三酯脂肪酶是脂肪动员的限速酶，由于该酶受到多种激素的调节，故又称为激素敏感性脂肪酶(HSL)。生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）激素对HSL活性的调节作用激素敏感脂肪酶-

胰岛素等+肾上腺素去甲肾上腺素胰高血糖素生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）甘油的去路甘油直接运至肝、肾、肠等组织。主要在肝进行糖异生。脂肪细胞及骨骼肌等组织因甘油激酶活性很低，故不能很好利用甘油。生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）

脂肪酸的氧化分解β-氧化的概念

β-氧化作用是指脂肪酸降解时从α-碳原子与β-碳原子之间断裂，同时β-碳原子被氧化成羧基，从而生成乙酰CoA和比原来少两个碳原子的脂酰CoA的过程。

脂肪酸的β-氧化作用主要发生在线粒体中，生成的乙酰CoA，可进入三羧酸循环。

生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）脂肪酸的β-氧化过程脂肪酸的活化（胞液）脂酰辅酶A合成酶R-COOH

AMP+PPiHSCoA+ATPR-CO～SCoA生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）脂酰CoA进入线粒体

在线粒体外生成的脂酰CoA需进入线粒体基质才能被氧化分解，此过程必须要由肉碱来携带脂酰基。HOOC-CH2-CH-CH2-N+-CH3

OHCH3CH3肉碱生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）脂酰CoA进入线粒体的机制

胞液

外膜

内膜

基质

*酶ⅠRCO~SCoA

HSCoA

肉碱RCO-肉碱

转位酶RCO-肉碱

酶ⅡRCO~SCoA

肉碱HSCoA

生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）

脂酰CoA的β-氧化

—由四个连续的酶促反应组成：

①脱氢；②水化；③再脱氢；④硫解。生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）

-氧化的反应过程①脱氢脂酰CoA脱氢酶

R-CH2-CH2-CH2-CO~SCoAFAD

FADH2R-CH2-CH=CH-CO~SCoA④硫解硫解酶

-2CCH3-CO~SCoAHSCoA②水化水化酶

H2OR-CH2-CH(OH)-CH2-CO~SCoA③再脱氢β-羟脂酰CoA脱氢酶R-CH2-CO-CH2-CO~SCoANADH+H+

NAD+生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）乙酰CoA的彻底氧化

脂肪酸

-氧化生成的乙酰CoA进入三羧酸循环，彻底氧化分解并释放出大量能量，并生成ATP。

生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）

-氧化循环过程在线粒体基质内进行；

-氧化由脂肪酸氧化酶系催化，反应不可逆；需要FAD，NAD+，CoA为辅助因子；每循环一次，生成一分子FADH2，一分子NADH，一分子乙酰CoA和一分子减少两个碳原子的脂酰CoA。脂肪酸

-氧化要点：生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）脂肪酸分解过程中净生成ATP的数量一次-氧化可产生（17ATP）：

1FADH2，可生成

2ATP；

1NADH+H+，可生成

3ATP；

1乙酰CoA，

经彻底氧化分解可生成

12ATP。生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）以16C的软脂酸为例计算（净生成ATP)

7次

-氧化分解产生：

7FADH2，生成14ATP，

7NADH+H+

，生成21ATP；

96ATP+35ATP=131ATP；

131ATP–2ATP=129ATP。

8乙酰CoA可生成：12×8=96ATP；生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）酮体的生成和利用

酮体

脂肪酸在肝脏经

-氧化生成的乙酰CoA，在酶的催化下生成乙酰乙酸(约占30%)，β-羟丁酸(约占70%)和少量的丙酮，三者统称为酮体。

CHCH3CHCOOHOH2β-羟丁酸生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）酮体的生成过程（肝脏）两分子乙酰CoA在乙酰乙酰CoA硫解酶的催化下，缩合生成一分子乙酰乙酰CoA。乙酰乙酰CoA硫解酶2×(乙酰CoA)生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）乙酰乙酰CoA再与1分子乙酰CoA缩合，生成

-羟--甲基戊二酸单酰CoA（HMG-CoA）。HMG-CoA合酶是酮体生成的关键酶。

HMG-CoA合酶*CoASH生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）HMG-CoA裂解生成1分子乙酰乙酸和1分子乙酰CoA。HMG-CoA裂解酶生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）乙酰乙酸在

-羟丁酸脱氢酶的催化下，加氢还原为

-羟丁酸。β-羟丁酸脱氢酶

NAD+

NADH+H+

生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）少量乙酰乙酸可自发脱羧生成丙酮。CO2生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）

生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）酮体的利用（肝外）

肝外组织分解酮体的酶有两种：琥珀酰CoA转硫酶（主要存在于心、肾、脑和骨骼肌细胞的线粒体中）；乙酰乙酸硫激酶（主要存在于心、肾、脑细胞线粒体中）。生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）

酮体利用的基本过程

-羟丁酸在

-羟丁酸脱氢酶的催化下脱氢，生成乙酰乙酸。β-羟丁酸脱氢酶

NAD+

NADH+H+

生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）乙酰乙酸在琥珀酰CoA转硫酶或乙酰乙酸硫激酶的催化下转变为乙酰乙酰CoA。琥珀酰CoA转硫酶琥珀酰CoA

琥珀酸乙酰乙酸硫激酶HSCoA+ATPAMP+PPi

生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）乙酰乙酰CoA在乙酰乙酰CoA硫解酶的催化下，裂解为两分子乙酰CoA。乙酰乙酰CoA硫解酶HSCoA

生成的乙酰CoA进入三羧酸循环。生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）心、肾、脑、骨骼肌细胞心、肾、脑细胞β羟丁酸-NAD+

NADH+H

HSCoA+ATP乙酰乙酸琥珀酰CoA乙酰乙酸硫激酶琥珀酰CoA转硫酶AMP+PPi乙酰乙酰CoA

琥珀酸硫解酶2×乙酰CoA三羧酸循环+酮体的氧化生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）酮体生成的特点及生理意义特点：肝内生成，肝外利用。生理意义：

1.在正常情况下，酮体是肝输出能源的一种重要的形式；2.在饥饿或疾病情况下，酮体可为心、脑等重要器官提供必要的能源。生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）第二节脂肪的生物合成合成部位：肝、小肠和脂肪组织是合成脂肪的主要组织器官，其合成部位主要在胞液。合成原料：α-磷酸甘油，脂肪酸(脂酰CoA）糖分解代谢脂肪分解代谢乙酰CoA、NADPH；ATP、CO2及Mn2+等。生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）脂酸的生物合成产物：软脂酸酶：脂肪酸合成酶系软脂酸的合成步骤乙酰CoA转运出线粒体丙二酸单酰CoA的合成软脂酸合成的循环过程生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）

（柠檬酸—丙酮酸循环）乙酰CoA转运出线粒体生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）丙二酸单酰CoA的合成在关键酶乙酰CoA羧化酶的催化下，将乙酰CoA羧化为丙二酸单酰CoA。乙酰CoA羧化酶（生物素）*CH3CO~SCoAADP+PiHCO3-+H++ATPHOOC-CH2-CO~SCoA

生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）脂肪酸合成时碳链的缩合延长过程是一循环反应过程。每经过一次循环反应，延长两个碳原子。合成反应由脂肪酸合成酶系催化。脂肪酸合成酶系是一种由1分子脂酰基载体蛋白（ACP）和7种酶单体所构成的多酶复合体。循环反应：缩合反应、还原反应、脱水反应和再还原反应。合成产物为软脂酸。软脂酸合成的循环过程生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）软脂酸合成的总反应式

1分子乙酰CoA先后与7分子丙二酰CoA在脂酸合成酶系的分子上依次重复进行缩合、还原、脱水和再还原的过程。每重复一次碳链延长2个碳原子。生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）不饱和脂酸的合成只能合成单不饱和脂酸部位：内质网酶：去饱和酶生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）

脂肪酸碳链的加长内质网线粒体长链脂酸的前体

软脂酰CoA

软脂酰CoA二碳单位的供体

丙二酰CoA

乙酰CoA酰基载体HSCoAHSCoA终产物18C～24C18C～26C生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）甘油三酯的合成代谢过程甘油一酯途径（小肠粘膜细胞）生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）

甘油二酯途径（肝细胞、脂肪细胞）生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）脂酰CoA转移酶

CoAR1COCoA脂酰CoA转移酶

CoAR2COCoA磷脂酸磷酸酶Pi脂酰CoA转移酶

CoAR3COCoA生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）一、甘油磷脂的基本结构CH2-O-CO-R'R"-CO-O-CHCH2-O-PO3H-X||第三节磷脂的代谢生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）甘油磷脂的结构特点和功能甘油磷脂第2位脂酸通常是花生四烯酸。甘油磷脂是极性最强的脂类。是一种两性化合物。甘油磷脂的功能：1.构成生物膜脂质双分子层；2.作为乳化剂，促进脂类的消化与转运。生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）二、甘油磷脂的合成代谢合成部位：肝、肾、肠等组织器官的内质网。合成原料及辅因子：脂酸、甘油糖代谢多不饱和脂酸植物油磷酸盐ATP含氮化合物食物摄取或体内合成CTP：构成活化的中间物生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）甘油二酯合成途径（卵磷脂和脑磷脂）生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）CDP-甘油二酯合成途径（心磷脂等）生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）三、甘油磷脂的降解在各种磷脂酶（PL）的作用下水解。溶血磷脂－1溶血磷脂－2生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）第四节胆固醇代谢胆固醇的合成1.机体内胆固醇来源于食物及自身合成。

胆固醇的合成主要在细胞的胞浆和内质网中进行。肝脏和肠粘膜是其合成的主要场所。2.胆固醇合成的原料：乙酰CoA、NADPH、ATP等。3.HMG-CoA还原酶是胆固醇合成的关键酶生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）

胆固醇的结构ABC1234567891011121315161718192021222324252627D环戊烷多氢菲14生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）胆固醇合成的基本过程胆固醇的合成一般分为以下三个阶段：

1.乙酰CoA缩合生成甲羟戊酸（MVA）2.甲羟戊酸缩合生成鲨烯3.鲨烯环化为胆固醇生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）

胆固醇合成的主要反应步骤：生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）胆固醇合成的调节因素膳食因素的调节胆固醇及其衍生物的变构调节共价修饰调节激素的调节等生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）胆固醇合成的调节机制生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）胆固醇的酯化细胞内胆固醇的酯化

生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）血浆内胆固醇的酯化

生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）胆固醇在体内的代谢转变

转化为胆汁酸:

胆酸和鹅脱氧胆酸。

转化为类固醇激素:

肾上腺皮质激素、雄激素和雌激素。

转化为维生素D3：Vit-D3在肝被羟化为25-(OH)D3，再在肾被羟化为1,25-(OH)2D3。

生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）血脂

血浆中所含脂类物质统称为血脂，包括：①甘油三酯及少量甘油二酯和甘油一酯；②磷脂（PL），主要是卵磷脂，少量溶血磷脂酰胆碱，磷脂酰乙醇胺及神经磷脂等；③胆固醇（Ch）及胆固醇酯（ChE）；④自由脂肪酸（FFA）。

第五节血脂与血浆脂蛋白代谢生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）血浆脂蛋白的分类、组成及结构

血浆脂蛋白的分类

1．电泳分类法（电泳迁移率）：

乳糜微粒→

-脂蛋白→前

-脂蛋白→

-脂蛋白

♁

CMβ-

前β-

a-

生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）2.超速离心法（脂蛋白密度）：CM→VLDL→LDL→HDL超速离心法CMVLDLLDLHDL电泳分类法β-脂蛋白乳糜微粒

前β-脂蛋白

a-脂蛋白生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）血浆脂蛋白：由载脂蛋白(apo)、甘油三酯(TG)、磷脂(PL)、胆固醇(Ch)及其酯(ChE)等所组成。不同脂蛋白仅有含量上的差异而无本质上的不同。

血浆脂蛋白的组成生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）乳糜微粒中，含

TG

90%以上；VLDL中的

TG

也达50%以上；LDL主要含

Ch及

ChE，约占40%～50%；HDL中载脂蛋白（主要为apoAⅠ）的含量则占50%，此外，Ch、ChE

及

PL的含量也较高。血浆脂蛋白的组成特点生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）血浆脂蛋白颗粒通常呈球形。各种脂蛋白的结构十分类似，其颗粒外层为亲水的载脂蛋白和磷脂的极性部分组成，载脂蛋白和磷脂的疏水部分则伸入到内部，而疏水的甘油三酯和胆固醇则被包裹在内部。血浆脂蛋白的结构特点生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）载脂蛋白的种类脂蛋白中的蛋白质部分称载脂蛋（apo）。生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）血浆脂蛋白的来源、功能与代谢CM

1.来源：由小肠粘膜细胞合成，经淋巴入血。

2.功能：是机体外源性TG及胆固醇的运输形式。

3.代谢：食物中的脂类经消化吸收后，在小肠粘膜细胞内再合成甘油三酯、胆固醇，与载脂蛋白形成CM，经淋巴入血运送到肝外组织中，在脂蛋白脂肪酶作用下，甘油三酯被水解，产物被肝外组织利用，CM残粒被肝摄取利用。生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）VLDL1.来源：主要由肝细胞合成，分泌入血.2.功能：是机体内源性TG及胆固醇的运输形式。3.代谢：肝细胞及小肠粘膜细胞自身合成的甘油